Les silos de grande hauteur avec cloisonnement sont réalisés en béton armé. (Doc. Fehr.)
Ouvrages soumis à de forts risques d’explosion, les silos bénéficient depuis l’arrêté de mars 2004 d’un cadre réglementaire totalement nouveau, basé sur la responsabilité de l’exploitant.
Quelle que soit leur conception, les silos de stockage de produits en vrac couvrent des usages très différents. Les petites unités des exploitations agricoles assurent un stockage de courte durée, de 2 à 6 mois, pour permettre d’échelonner les livraisons après la récolte des produits ou leur consommation sur place. Fonctionnant occasionnellement et se limitant à des débits de 30 à 100 t/h, elles représentent environ un quart de la capacité de stockage française estimée à 80 000 millions de tonnes en 1998. Les installations de collecte, réparties principalement entre coopératives (70 %) et négociants (23 %), assurent la moitié des capacités de stockage avec des durées d’un an ou plus. Leur volume moyen est de 5 000 tonnes mais certaines installations peuvent dépasser 80 000 tonnes. Ces silos de collecte fonctionnent de façon régulière avec des coefficients de rotation annuels de 1,5 fois leur capacité et des débits de 150 à 300 t/h. Enfin, les sites portuaires et industriels de distribution et transformation correspondent au dernier quart de la capacité de stockage, avec une capacité moyenne de 32 000 t. Certains fonctionnent de façon intensive avec des coefficients de rotation allant jusqu’à 20 fois leur capacité et des débits jusqu’à 1 500 t/h.
De structure et conception plutôt simples, les silos regroupent généralement plusieurs cellules et se répartissent en deux grands groupes : les silos verticaux, de hauteur au sol supérieure à 10 m, et les silos horizontaux ou plats, de hauteur inférieure à 10 m. Le silo vertical en métal s’adapte à des petites ou grandes unités, de une ou plusieurs cellules, de capacité de 10 à 10 000 tonnes. Les cellules sont de section rectangulaire ou carrée, réalisées en panneaux type « palplanches » soudés ou boulonnés, ou bien de section circulaire et réalisées en tôles ondulées boulonnées. Les hauteurs varient de 2 à 15 m pour des « diamètres » de 2 à plus de 20 m. Ce type de silo est le plus fréquemment réalisé en raison de son faible coût. Le stockage vertical en béton armé est plus adapté aux unités de grande hauteur. Les cellules de section circulaire ou polygonale sont réalisées à l’aide de coffrages glissants ou grimpants et peuvent atteindre 60 m de haut pour 40 m de diamètre. L’usage de béton précontraint est nécessaire pour les grands diamètres.
Des installations à risque, soumises à autorisation
La préfabrication permet également la réalisation de cellules rectangulaires, carrées, octogonales ou circulaires. Le stockage horizontal (magasin) d’emprise rectangulaire, généralement de 20 à 40 m de largeur et de 5 à 6 m de haut, est réalisé en béton armé ou en panneaux métalliques type palplanches. Le cloisonnement éventuel en éléments préfabriqués béton ou métalliques est souvent mobile pour offrir des capacités de stockage modulables. Le silo est coiffé par une couverture légère. Certains silos sont également réalisés en tranchée bétonnée, en dôme ou sous structure gonflable. Le stockage du vrac pose des problèmes liés à la conservation et à la sécurité, notamment pour les silos de grandes dimensions. Selon les denrées entreposées et manipulées, les exploitants doivent évaluer et maîtriser les risques de détérioration (rongeurs, insectes, champignons…), de fermentation, d’auto-échauffement, d’incendie ou d’explosion. La manutention de certaines denrées génère une grande quantité de poussières fines, environ 0,1 % du poids manipulé. Dans certaines conditions de confinement, la poussière peut s’enflammer en présence d’une source d’ignition (surface chaude, flamme, étincelle…) et provoquer une explosion dès que sa concentration dans l’air dépasse un certain seuil. La vitesse de propagation et la violence du sinistre dépendent également de la géométrie et de la nature du silo. Une surpression de 700 mbar peut provoquer l’effondrement de la plupart des constructions.
Les risques d’incendie et d’explosion sont connus en particulier pour les céréales (blé, orge, mais…), les oléagineux (tournesol…), les tourteaux, la luzerne, le malt, le sucre, les pois fourragers…. Selon l’assureur Groupama, entre 1982 et 1990, une explosion grave et deux incendies étaient constatés chaque année, en moyenne. Les silos de stockage « de céréales, grains, produits agro-alimentaires ou tout autre produit organique dégageant des poussières inflammables » sont des sites sensibles soumis à la loi sur les installations classées dans sa rubrique 2160. En 2002, selon la FFCAT (1), responsable de 80 % des silos de collecte, la France compte 8 750 silos relevant de la prévention sur les risques industriels : 1 250 d’une capacité supérieure à 15 000 m3 sont soumis à autorisation et 7 500 de capacité inférieure à 15 000 m3 et supérieure à 5 000 m3 sont soumis à déclaration.
Les évents, une adaptation technique conseillée
Qu’elles aient un caractère obligatoire ou volontaire, les mesures techniques de prévention des risques affectent peu l’architecture des bâtiments, pour le gros œuvre comme pour le second œuvre.
Principale mesure polémique concernant le bâti, l’obligation de réalisation d’évents dans les silos existants ne semble plus à l’ordre du jour, même si cette adaptation technique reste fortement conseillée. Cette mesure ne prévient pas les sinistres. En revanche, elle réduit les conséquences envers les tiers en cas d’accident et diminue le périmètre de protection pour les secours.
Les surfaces éventables sont des ouvertures aménagées en haut des silos obturés par des parois légères qui cèdent en cas de surpression dans l’enceinte du silo. En cas d’explosion, elles jouent le rôle de soupapes et limitent le rayon de projection des éléments constitutifs du silo (béton, tôles…). Mais l’architecture de certains d’entre eux ne permet pas, avec des solutions simples, de respecter les règles de calculs applicables aux installations neuves. C’est le cas notamment des silos « cathédrale » avec des cellules de faible section et de grande hauteur. Pour une hauteur de 40 m et un diamètre de 6 m, la surface au sommet est insuffisante pour assurer l’éventage réglementaire, compte tenu des différents équipements qui s’y trouvent. C’est aussi le cas pour les cellules en « as de carreau », au centre de quatre cellules cylindriques, qui débouchent directement dans les galeries techniques. Autre mesure de prévention préconisée pour le bâti, le découplage vise à séparer les zones de manutention et les espaces de stockage. Les équipements permettant le transport et la manipulation des matières constituent en effet les maillons faibles de la chaîne. Les concentrations de poussières y sont plus fortes et les opérations de maintenance plus nombreuses.
L’organisation intérieure du bâtiment est donc repensée pour éviter le déclenchement et la propagation d’un sinistre. Les principales améliorations sur le bâti concernent donc la qualité des réalisations, notamment au niveau des surfaces intérieures des silos : murs, cloisons, sols.
Prévention des risques d’explosion, de pollution et de contamination
L’objectif est de réduire l’accroche des poussières afin de faciliter l’entretien des différents espaces et l’élimination des poussières générées par l’activité. Les résultats affectent aussi bien la prévention des risques d’explosion que celle des risques de pollution et de contamination entre les denrées stockées successivement. Pour les constructions métalliques, les panneaux profilés, type « palplanche », sont maintenant doublés d’une paroi métallique lisse. Pour les constructions en béton, une finition lisse est réalisée en modifiant la nature des bétons et les modalités de mise en œuvre.
